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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrfarblgen
Bildes, mit Bildelementen in einer ersten Farbe, die längs zumindest eines Teils
ihres Umfangs an Bildelemente einer zweiten und/oder dritten und/oder
weiteren Farbe angrenzen, wobei Farbauszüge in der ersten, zweiten, dritten
und jeder weiteren Farbe erzeugt werden, welche Farbauszüge Jeweils aus
Bildpunktmustern aus gefärbtem Tonerpulver aufgebaut sind, wobei die
Farbauszüge auf einen zylindrischen Zwischenträger übertragen werden, so daß
sie dort gesammelt werden, um ein mehrfarbiges Bild zu erzeugen, und das
mehrfarbige Bild dann von dem Zwischenträger auf ein Bildempfangsmaterial
übertragen wird.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Gerät zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Verfahren wie das oben beschriebene und Geräte zur Durchführung solcher
Verfahren werden unter anderem beschrieben In der japanischen
Patentanmeldung 58/44459 und dem GB-Patent 1 277 233. Ein Problem, das sich bei
der Ausführung dieser Verfahren ergibt, ist das Auftreten von Registerfehlern:
die Farbauszüge werden mit einem Versatz relativ zueinander auf den
Zwischenträger aufgebracht.
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Zu den Ursachen für diese Registerfehler gehören Toleranzen In den Teilen
des Gerätes, mit dem das Verfahren ausgeführt wird, und Abnutzung der
beweglichen Teile solcher Geräte. Als Ergebnis eines Registerfehlers werden
Bildelemente aus verschiedenen Farbau szügen, die aneinander angrenzen
sollten, einander örtlich überlappen, während sie an anderen Stellen von
einander abgerückt sind.
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Die Überlappung von Bildelementen kann zu einem Informationsverlust
führen, während unvollständiger Zusammenhang der Orte der Bildelemente
dazu führt, däß das mehrfarbige Bild den (weißen) Hintergrund des
Empfangsmaterlals zwischen den Bildelementen erkennen läßt.
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Wenn beispielsweise Mischfarben mit Hilfe von opak gefärbten Tonerpulvern
erzeugt werden, indem feine, für das Auge ununterscheldbare Bildpunkte in
einer ersten, zweiten und gegebenenfalls weiteren Farben In den korrekten
Verhältnissen dicht nebeneinander gedruckt werden, führt ein
Reglsterfehler ebenfalls zu Problemen.
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Da Bildpunkte der verschiedenen Farbauszüge einander dann vollständig oder
teilweise überlappen, besteht ein falsches Verhältnis zwischen den
Bildpunkten der Farbauszüge, und folglich ist die Mischfarbe von der geforderten
Farbe verschieden.
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Die obigen Mängel in dem endgültigen mehrfarblgen Bild sind um so
störender, je größer der Registerfehler ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die nachteiligen Effekte etwaiger Registerfehler
in dem mehrfarbigen Bild im wesentlichen unsichtbar zu machen. Zu diesem
Zweck sieht die Erfindung ein Verfahren nach dem Oberbegriff vor, das
dadurch gekennzeichnet ist, daß der zweite und jeder weitere erzeugte
Farbauszug so erzeugt wird, daß die Bildelemente, die sich bei der Übertragung
auf den Zwischenträger an Bildelemente eines Farbauszuges anschließen
sollen, der bereits zuvor darauf übertragen wurde, jene zuvor übertragenen
Bildelemente zumindest teilweise überlappen, daß die Übertragung des
zweiten und jedes weiteren Farbauszuges auf den Zwischenträger ausgeführt wird,
indem ein zylindrisches Bildregistrierungselement. das den Farbauszug trägt,
mit einer Kraft von nicht mehr als 1000 N pro Meter Berührungslinie gegen
den Zwischenträger angedrückt wird, und daß der Zwischenträger eine
Oberflächenbeschichtung aus nachgiebigem Material aufweist.
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Dadurch, daß der zweite und jeder weitere Farbauszug so erzeugt werden,
daß sie einen zuvor auf den Zwischenträger übertragenen Farbauszug
zumindest teilweise überlappen, werden in den Bereichen, wo sie an diesen
Farbauszug angrenzen sollen, offene Zwischenräume, die sich infolge eines
Registerfehlers zwischen den Farbauszügen ergeben könnten, ausgefüllt.
Dadurch, daß ein Zwischenträgcr mit einer Oberfläche aus nachgieblgem
Material verwendet wird und die Übertragung des zweiten und jedes folgenden
Farbauszugs unter dem Einfluß eines moderaten Druckes bewirkt wird, ergibt
sich eine selektive Übertragung der Farbauszüge auf den Zwischenträger. Der
Zwischenträger nimmt den zweiten und die nachfolgenden Farbauszüge nur
an den Stellen an, wo sich bis dahin noch kein gefärbtes Tonerpulver von
einem zuvor übertragenen Farbauszug befindet. Wo solches Tonerpulver
bereits vorhanden ist, werden die Tonerpartikel von einem nachfolgenden
(überlappenden) Farbauszug nicht oder kaum angenommen, so daß auf dem
Zwischenträger keine störende Bildüberlappung auftritt. Wo
lichtundurchlässige Tonerpulver verwendet werden, liegen außerdem die Tonerpartlkel,
die sich auf dem Zwischenträger noch auf der Oberseite befinden, nach der
Übertragung auf das Bildempfangsmaterial unten, und sie werden praktisch
vollständig durch die zuvor erzeugte lichtundurchlässlge Tonerschlcht oder
die zuvor erzeugten Tonerschichten abgedeckt.
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Der in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Zwischenträger hat
eine nachgiebige Oberflächenbeschichtung, die beispielsweise aus Gummi
oder elastomerem Material besteht. Die Dicke dieser Beschichtung beträgt
wenigstens 0,5 mm und liegt vorzugsweise zwischen 1,5 und 3,5 mm. Sie
kann aus einer einzigen Schicht oder mehreren überlagerten Schichten
bestehen. Die Oberfläche der Beschlchtung wird vorzugsweise durch eine
welche Schicht aus Silikongummi gebildet, wobei das Silikongumml eine Shore-
A-Härte zwischen etwa 15º und etwa 80º hat.
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Geeignete Silikongummi werden unter anderem in den GB-Patenten 1 245
426 und 1 279 687 beschrieben, sowie in der europäischen
Patentanmeldung 0 146 980, Beispiel 1.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Druckvorrichtung zur
Ausführung des erfindungsgemaßen Verfahrens,
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Fign. 2a-2e eine Illustration der Effekte von Registerfehlern bei
herkömmlichen Verfahren,
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Fign. 3a-3f die erfindungsgemäße Lösung für die Registerfehler nach
Fig. 2,
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Fign. 4a-4b eine schematische Darstellung, wie eine Mischfarbe in
einer Druckvorrichtung gebildet wird,
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Fign. 5a-5b die Wirkungen eines Registerfehlers in der
Druckvorrichtung nach Fig. 4a,
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Fign. 6a-6b die erfindungsgemaße Lösung zur Korrektur des
Registerfehlers nach Fig. 5b und
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Fign. 7a-7d eine schematische Darstellung eines Beispiels, wie
erfindungsgemäß ein Mischfarbmuster erhalten wird.
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Die in Fig. 1 gezeigte Druckvorrichtung umfaßt einen zylindrischen
Zwischenträger 1, der durch Antriebsmittel (nicht gezeigt) in Richtung eines
Pfeiles 3 angetrieben werden kann. Der Zwischenträger 1 hat eine
Metallhülse, beispielsweise aus Aluminium, und darauf eine Beschichtung 2 aus
Silikongummi. Die Beschichtung 2 besteht aus einer etwa 2 mm dicken
Unterschicht aus Silikongummi RTV 200/201 von der Firma Possehl, Deutschland,
und darüber einer etwa 200 µ dicken Deckschicht aus Silikongummi nach
Beispiel 8 des GB-Patents 1 279 687 mit einer Shore-A-Härte von etwa 40º.
Bilderzeugungsstaüonen 4, 5 und 6 sind längs des Drehweges des
Zwischenträgers 1 angeordnet. Jede dieser Bilderzeugungsstationen umfaßt ein
zylindrisches Bildregistrierungselement 7, auf dem ein Farbauszug gebildet wird.
Die Bildregistrierungselemente 7 haben den gleichen Durchmesser und
stehen sämtlich in Druckberührung mit dem Zwischenträger 1, wobei die Kraft,
mit der die Bildregistrierungselemente 7 gegen den Zwischenträger 1
angedrückt werden, höchstens 1000 N pro Meter Berührungslinie beträgt. In
diesem Fall beträgt die Kraft 250 N.
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Jedes Registrierungselement 7 besteht aus einem Zylinder mit einer
photoleitenden Oberflächenschicht, und die verschiedenen
Bilderzeugungseinheiten sind über den Umfang dieses Zylinders verteilt angeordnet. Diese
Bilderzeugungseinheiten umfassen jeweils eine Koronaeinrichtung 11 zum
gleichförmigen Aufladen der photoleitenden Schicht, ein LED-Feld 12, mit dem die
bildmäßige Belichtung ausgeführt wird, eine Magnetbürsteneinrichtung 13
zum Entwickeln des entstandenen latenten Ladungsbildes, so daß ein
Pulverbild entsteht, und eine Reinigungseinrichtung 14 zum Entfernen von
restlichem Toner nach der Übertragung des Farbauszugs auf den Zwischenträger 1.
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Das LED-Feld 12, das beispielsweise von der in dem US-Patent 4 524 372
beschrlebenen
Art ist, ist an eine elektronische Schaltung 15 zum Aktivieren
jeder LED in dem Feld In Übereinstimmung mit einem zu druckenden
Informationsmuster angeschlossen. Die elektronische Schaltung 15 jeder
Bilderzeugungsstation ist ihrerseits an eine zentrale Steuereinheit 16
angeschlossen, welche die die zu druckenden Farbauszüge betreffende Information Zeile
für Zeile jeder elektronischen Schaltung 15 zuführt.
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Die Magnetbürstenelnrichtung 13 umfaßt eine magnetische Walze 17, die in
geringem Abstand zum Umfang des Bildregistrierungselements 7 angeordnet
ist und aus einer drehbaren Hülse mit einem darin enthaltenen stationären
Magnetsystem besteht.
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Ein mit elektrisch leitfähigem, magnetisch anzlehbaren Tonerpulver gefüllter
Behälter 18 ist an der Hülse jeder magnetischen Walze 17 angeordnet. Jeder
Behälter 18 enthält ein Tonerpulver in einer bestimmten Farbe. Ein
Abstreifer 19 ist an Jedem Behälter 18 angeordnet, um sicherzustellen, daß eine
gleichmäßige Tonerpulverschicht auf die Hülse der magnetischen Walze 17
aufgebracht wird.
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Längs des Drehweges des Zwischenträgers 1 sind außerdem Zuführmittel für
ein Blatt des Bildempfangsmaterlals, welche Zuführmittel aus
zusammenwirkenden Transportwalzen 21 und einer Führungsplatte 22 bestehen, eine
Andruckwalze 23, Ausgabemittel für das Blatt des Bildempfangsmaterials,
bestehend aus zusammenwirkenden Förderbändern 24 und 25, und eine
Reinigungseinrichtung 30 angeordnet.
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Jedes Bildregistrierungselement 7 wird durch ein Zahnrad 26 angetrieben,
das auf der drehbaren Welle des Bildregistrierungselements 7 montiert ist
und mit einem auf der angetriebenen Welle des Zwischenträgers 1
befestigten Zahnrad 27 kämmt. (In der Zeichnung sind die Zahnräder 26 und 27 als
gestrichelte Kreise gezeigt und diese Kreise geben die Teilungskreise der
Zahnräder an.)
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Ein Impulsgenerator 28 ist mit dem Zwischenträger 1 verbunden und liefert
Impulse in bezug auf die Winkeldrehung des Zwischenträgers 1. Die
Winkeldrehung zwischen aufelnanderfolgenden Impulsen entspricht einer
Bewegung der Oberfläche des Zwischenträgers 1 über die Breite einer Blldzeile.
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Die Aufzeichnung der aufeinanderfolgenden Bildzeilen auf den
Bildregistrierungselementen 7 mit Hilfe der LED-Felder 12 kann somit durch die
Steuereinheit 16 anhand der Impulse gesteuert werden, die von dem
Impulsgenerator 28 ausgegeben und über die Leitung 29 an die Steuereinheit 16
übermittelt werden.
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Wenn die Druckvorrichtung in Betrieb ist, werden der Zwischenträger 1, die
Bildregistrierungselemente 7 und die magnetischen Walzen 17 in Richtung
der Pfeile 3, 31 und 32 angetrieben. Unter diesen Bedingungen wird die
photoleitende Schicht eines Bildregistrierungselements 7, nachdem sie
durch die Koronaeinrichtung 11 eine gleichförmige elektrostatische Ladung
erhalten hat, durch das LED-Feld 12 bildmäßig belichtet, wonach das latente
Ladungsbild durch die Magnetbürsteneinrichtung 13 entwickelt wird, so daß
man einen Farbauszug aus gefarbtem Tonerpulver erhält. Durch selektive
Erregung der LEDs in dem Feld entsprechend einem Bildmuster wird ein
Bildpunktmuster aus gefarbtem Tonerpulver auf dem Bildregistrierungselement 7
erzeugt.
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Die Information betreffend die Bildzeilen der verschiedenen
aufzuzeichnenden Farbauszüge wird durch die Steuereinheit 16 seriell, Zeile für Zeile, an
ein Schieberegister der elektronischen Schaltungen 15 übermittelt. Wenn
danach der nächste Impuls vom Impulsgenerator 28 eintrifft, wird die in
dem Schieberegister der ersten BilderzeugungsstaUon 4 gespeicherte
Information in ein Ausgaberegister übertragen, und bestimmte LEDs werden über
Treiber entsprechend der aufzuzeichnenden Bildzeile erregt. In der
Zwischenzeit wird das Schieberegister mit der Information für die nächste
Bildzeile gefüllt. Bei Eintreffen des nächsten Impulses vom Impulsgenerator 28
wird diese Bildzeile aufgezeichnet. Bei Eintreffen eines speziellen Impulses
des Impulsgenerators 28 werden die Bilderzeugungsmittel der zweiten
Bilderzeugungsstation 5 ebenfalls aktiviert und wiederum eine Anzahl von
Impulsen später auch die diejenigen der nächsten Bilderzeugungsstation 6. Die
Anzahl der Impulse nach denen die Bilderzeugungsmittel der zweiten und
der nächsten Bilderzeugungsstation (oder der nächsten
Bilderzeugungsstationen) betätigt werden, ist vorgegeben durch den Abstand zwischen den
Bilderzeugungsstationen, längs des Umfangs des Zwischenträgers 1
gemessen. Die korrekte Anzahl von Impulsen ist in einem Steuerprogramm
festgelegt das in einem Speicher der Steuereinheit 16 abgelegt ist.
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Die auf den Bildregistrierungselementen 7 erzeugten Farbauszüge werden in
den verschiedenen Druckberührungszonen auf den Zwischenträger 1
übertragen. Das auf dem Zwischenträger 1 vorhandene Pulverbild wird dann in einer
an sich bekannten Weise aufgeheizt so daß das Pulverbild aufgewelcht wird.
Das aufgewelchte Pulverbild wird dann auf ein Bildempfangsmaterlal
(beispielsweise ein Papierblatt) in der Andruckzone zwischen dem
Zwischenträger 1 und der Andruckwalze 23 übertragen, wobei dieses Material durch die
Zuführmittel 21, 22 zeitgerecht zugeführt ist. Das Empfangsmaterial mit dem
gedruckten Bild wird durch die zusammenwirkenden Förderbänder 24 und
25 ausgegeben. Der Zwischenträger 1 bewegt sich dann an der
Reinigungseinrichtung 30 vorbei.
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Fign. 2a-2e veranschaulichen die nachteiligen Effekte von etwaigen
Registerfehlern bei den Verfahren nach dem Stand der Technik. Fig. 2 zeigt das zu
reproduzierende Vorlagenbild, das aus einem blauen Gebiet (B) auf einem
grünen Hintergrund (Gr) besteht. Das Bild wird erzeugt indem auf einem
Zwischenträger ein aus blauen Bildpunkten (B) bestehender Farbauszug wie
in Fig. 2b gezeigt, und ein aus grünen Bildpunkten (Gr) gebildeter Farbauszug
gemäß Fig. 2c kombiniert werden.
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Infolge eines Registerfehlers sind die Farbauszüge auf dem Zwischenträger zu
einem gewissen Grad relativ zueinander versetzt so daß sich das in Fig. 2d
oder In Fig. 2e gezeigte mehrfarbige Bild ergibt, je nachdem, ob der blaue
Farbauszug (Fig. 2d) oder der grüne Farbauszug (Fig. 2e) zuerst auf den
Zwischenträger übertragen wurde.
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Wie in Fign. 2d und 2e zu erkennen ist, grenzen infolge des Registerfehlers
die Bildelemente nicht mehr korrekt aneinander. Als Ergebnis erhält man
eine örtliche Überlappung (durch Schraffur gezeigt) aus grünen und blauen
Bildelementen, was zu einer schmutzlgen Farbe In diesem Bereich führt.
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Außerdem tritt lokal ein offener Zwischenraum zwischen den beiden
Bildelementen auf, der nicht durch eines der Bildelemente bedeckt ist, so daß
schließlich der (weiße) Hintergrund des Bildempfangsmaterials auf der Kopie
sichtbar ist. Dieser Zwischenraum ist mit W bezeichnet. Durch Verwendung
des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die in Fign. 2d und 2e gezeigten
nachteiligen Effekte des Registerfehlers weitgehend vermieden. Wie in Fign.
3a-3c gezeigt ist, wird erfindungsgemäß der zweite Farbauszug, in diesem
Fall der grüne Farbauszug (Fig. 3b) so erzeugt, daß er den blauen Farbauszug
(Fig. 3a) überlappt.
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Nachdem der blaue Farbauszug als erster auf den Zwischenträger aufgebracht
ist, wird dann der grüne Farbauszug durch Anwendung von mäßigem Druck
darauf übertragen. Das Ergebnis dieses Verfahrens ist In Fig. 3c gezeigt. Der
grüne Farbauszug schließt sich nun überall an den blauen Farbauszug an, aber
infolge der Druckübertragung des zweiten Farbauszugs ergibt sich keine
störende Überlappung der Farben.
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Der aufgetretene Registerfehler führt zu einem relativen Versatz des
Grünauszugs in bezug auf den Blauauszug, während das mehrfarbige Bild auf der Kopie
ebenfalls mit einem mit dem Registerfehler übereinstimmenden Versatz
angeordnet ist. Selbst dieser relative Versatz des Farbauszugs kann jedoch
vermieden werden, indem zunächst der grüne Farbauszug (Fig. 3d) erzeugt wird,
dann der blaue Farbauszug überlappend mit dem Grünauszug erzeugt wird
(Fig. 3e) und die Farbauszüge in dieser Reihenfolge auf den Zwischenträger
übertragen werden. Das Ergebnis ist in Fig. 3f gezeigt.
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Wenn bei der In Fig. 1 gezeigten Vorrichtung die Bilderzeugungsstation für
den grünen Farbauszug hinter der Station für den blauen Farbauszug
angeordnet ist, läßt sich das unter Bezugnahme auf Fign. 3d und 3e beschriebene
Verfahren ausführen, Indem der grüne Farbauszug bei einer ersten
Umdrehung des Zwischenträgers 1 und der blaue Farbauszug in einem zweiten
Umdrehungszyklus gebildet wird.
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Die Pulverpartikel eines zweiten oder nachfolgenden Farbauszuges, die nicht
oder kaum von dem Zwischenträger 1 angenommen werden, weil dort
bereits ein zuvor gebildetes Pulverbild vorhanden ist, werden durch die
Reinigungseinrichtung 14 von dem Bildregistrierungselement 7 entfernt.
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Um es zu ermöglichen, daß der zweite und jeder nachfolgende Farbauszug,
der an Bildpunktmuster eines oder mehrerer zuvor gebildeter Farbauszüge
angrenzen soll, überlappend mit diesen Farbauszügen erzeugt wird, ist die
Steuereinheit 16 mit Bildverarbeitungsmitteln versehen. Diese
Blidverarbeitungsmittel umfassen Verglelchsmittel, die die Farbauszüge (unkorrlgierte
Farbauszüge), die zusammen das mehrfarblge Bild ergeben, miteinander
vergleichen, um zu entscheiden, welche Bildpunktmuster eines nachfolgenden
Farbauszuges an Bildpunktmuster eines vorausgehenden Farbauszuges
angrenzen. In der Reihenfolge, in der die Farbauszüge auf den Zwischenträger
übertragen werden, wird der zweite (unkorrigierte) Farbauszug mit dem ersten
verglichen, der dritte unkorrigierte Farbauszug wird mit dem zweiten
unkorrigierten Farbauszug und mit dem ersten Farbauszug verglichen, usw..
Zudem sind Verarbeitungsmittel vorgesehen, die anhand der durch die mit
den Vergleichsmitteln ausgeführten Vergleiche erhaltenen Resultate den
zweiten und jeden weiteren unkorrigierten Farbauszug an den Stellen, an
denen sie an vorausgehende Farbauszüge angrenzen sollen, mit
Bildpunktmustern erweitern. Die so verarbeiteten Farbauszüge können in einem
Speicher, beispielsweise einem Bitfeld-Speicher abgelegt und dann Zeile für Zeile
dem Schieberegister der elektronischen Schaltung 15 zugeführt werden.
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Eine andere Störung infolge eines Registerfehlers kann bei der Anwendung
auftreten, bei der gefärbte Tonerpulver zur Erzeugung von Mischfarben
verwendet werden, indem feine, für das menschliche Auge ununterscheidbare
Bildpunkte einer ersten, zweiten und etwaiger weiterer Grundfarben In dem
korrekten Verhältnis Seite an Seite gedruckt werden. Ein Verfahren, das
benötigt wird, um Mischfarben zu erzeugen, wenn lichtundurchlässige
Tonerpulver verwendet werden.
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Unter dieser Bedingung wird ein Algorithmus verwendet, um beispielsweise
in der zentralen Steuereinheit 16 der Druckvorrichtung nach Fig. 1 die Farbe
des Tonerpulvers zu berechnen, mit der die verschiedenen Bildpunkt-Orte in
einem gefärbtem Gebiet belegt werden sollen, damit man die gewünschte
(Misch-)Farbe erhält.
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Der Algorithmus umfaßt einerseits einen Separationsalgorithmus, mit dem
für jede Grundfarbe ein Bedeckungsgrad berechnet wird, um das gewünschte
Verhältnis von Bildpunkten der Grundfarben zu erreichen, und andererseits
einen Halbtonalgorithmus, um anhand des Bedeckungsgrades die Belegung
der Bildpunkt-Orte in einem gefärbten Gebiet mit einer speziellen
Grundfarbe zu berechnen.
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Anhand der durch den Algorithmus erhaltenen Information triggert die
zentrale Steuereinheit 16 dann die LED-Felder der
Bildregistrierungselemente 7, die Jeweils einen Farbauszug erzeugen.
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Ein Registerfehler könnte dazu führen, daß die Bildpunkte der
verschiedenen Farbauszüge einander vollständig oder teilweise überlappen, so daß sich
ein falsches Verhältnis zwischen den Bildpunkten der verschiedenen
Grundfarben und somit eine von der geforderten Farbe abweichende Mischfarbe
ergibt. Fign. 4a-4b und Fig. 5a-5b zeigen, wie eine falsche Mischfarbe dieser Art
entstehen kann.
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Fig. 4a zeigt schematisch einen Teil des Bilderzeugungssystems, in dem eine
orangene Mischfarbe mit Hilfe von zwei Bildregistrierungselementen 7 auf
dem Zwischenträger 1 gebildet werden soll, durch Aufbau eines gefärbten
Gebietes aus der gleichen Anzahl von roten (R) und gelben (Ge) Bildpunkten
(siehe Fig. 4b).
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Als Folge eines Registerfehlers zwischen den roten und gelben
Bildregistrierungselementen von einer Größe die gleich der Abmessung eines
Bildpunktes ist, ergibt sich ein gefärbtes Gebiet mit einer falschen Mischfarbe, wie in
Fig. 5a gezeigt ist. Die gelben Bildpunkte fallen mit den bereits auf den
Zwischenträger 1 übertragenen roten Bildpunkten zusammen, so daß diese
gelben Bildpunkte nicht mehr auf diesem Träger 1 abgelagert werden. Somit
wird auf der Kopie ein gefärbtes Gebiet erzeugt wie es in Fig. 5b gezeigt ist:
ein Muster aus roten Bildpunkten auf weißem Hintergrund, was zu einer
Mischfarbe rosa führt.
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Die Lösung dieses Problems besteht wiederum in der Erzeugung des zweiten
und weiterer erzeugter Farbauszüge in der Weise, daß die darin gebildeten
Bildelemente eine Überlappung aufweisen. Um dies zu erreichen, wird ein
Korrekturalgorithmus verwendet, so daß für Jede Farbauszugserzeugung pro
gefärbte Fläche der berechnete Bedeckungsgrad in einen korrlgierten
Bedeckungsgrad umgewandelt wird.
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Dieser korrigierte Bedeckungsgrad wird dann als Information verwendet, die
über den Halbtonalgorithmus dafür sorgt, daß die Bilderzeugungsstationen in
der richtigen Weise getriggert werden.
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Die obige Lösung ist in Fig. 6a veranschaulicht. Nachdem die Bildelemente in
der roten Farbe (R) in dem ersten Farbauszugs-Erzeugungsschritt erzeugt und
auf den Zwischenträger 1 übertragen worden sind, wird in dem zweiten
Farbauszugs-Erzeugungsschritt ein gelber Farbauszug (Ge) erzeugt mit einem
Bedeckungsgrad der gleich dem geforderten Bedeckungsgrad für Gelb plus dem
Bedeckungsgrad des zuvor gebildeten roten Farbauszuges ist. In diesem
Beispiel bedeutet dies, daß ein gelber Farbauszug in der Größe der vollständig
eingefärbten Fläche erzeugt wird. Bei der Übertragung dieses gelben
Farbauszuges auf den Zwischenträger i wird der gelbe Farbauszug nur in den
Bereichen angenommen, wo noch keine roten Bildelemente vorhanden sind, so
daß als Endergebnis das korrekte Mischfarbmuster in dem gefärbten Gebiet
entsteht (Fig. 6b).
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In einem Mehrfarben-Drucker, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
arbeitet, können praktisch alle Mischfarben aus beispielsweise den
Grundfarben Schwarz, Blau, Grün, Rot und Gelb zusammengesetzt werden, indem
diese Farben in aufeinanderfolgenden Bildregistrierungselementen erzeugt und
dann in der unter Bezugnahme auf Fig. 1 angegebenen Weise auf den
nachgiebigen Zwischenträger übertragen werden.
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Anhand des geforderten Bedeckungsgrades berechnet der
Korrekturalgorithmus den korrigierten Bedeckungsgrad für jeden Farbauszug (Grundfarbe). Für
den Halbtonalgorithmus können im Stand der Technik bekannte Halbton-
Verfahren veiwendet werden. Unter diesen Verfahren läßt sich eine globale
Aufteilung in zwei Gruppen vornehmen:
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- Ditherverfahren: Bildpunkte werden entsprechend einem festen Muster
nebeneinandergesetzt (z.B. Matrix-Ditherverfahren) und
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- Halbtonverfahren, bei denen Bildpunkte mit einer gewissen Zufälligkeit
nebeneinandergesetzt werden (z.B. ein Fehlerdiffusionsverfahren).
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Bei dem Matrix-Ditherverfahren wird ein Bild aus einem Raster aus
Matrixstrukturen aufgebaut, die jeweils aus einer Gruppe von zugehörigen
Bildpunkten einer oder mehrerer verschiedener Grundfarben bestehen, um eine
bestimmte Farbe oder Mischfarbe zu erhalten. Eine solche Matrixstruktur (auch
als Makro-Bildpunkt bezeichnet) besteht aus einer Gruppe von Bildpunkten,
z.B. 6 x 6 Bildpunkten. Bei diesem Matrix-Ditherverfahren wird die Farbe des
Tonerpulvers, die zum Belegen Jedes Bildpunktes In dem Makro-Bildpunkt
erforderlich ist, bestimmt, Indem auf der Basis des geforderten
Bedeckungsgrades pro Farbauszug für diesen Makro-Bildpunkt ein Vergleich mit einer
Matrix von Schwellenwerten (Schwellenwertmatrix) durchgeführt wird, um
das korrekte Verhältnis zwischen den verschiedenen Grundfarben zu
erhalten.
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Um die nachteiligen Effekte von Registerfehlern so wenig sichtbar wie
möglich zu machen, werden die Farbauszüge pro Makro-Bildpunkt mit einer
Überlappung erzeugt. Mit Hilfe des genannten Korrekturalgorithmus wird zu
diesem Zweck für jeden Farbauszug ein korrlglerter Bedeckungsgrad
berechnet, der dem erforderlichen Bedeckungsgrad für den betreffenden
Farbauszug plus dem kumulierten Bedeckungsgrad für alle bereits früher erzeugten
Farbauszüge entspricht.
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Fign. 7a-7c sind ein Beispiel, wie der Korrekturalgorithmus bei einem
Ditheralgorithmus auf der Basis eines Matrix-Ditherverfahrens verwendet
werden kann, um aus den schwarzen (Z), roten (R) und gelben (Ge)
Farbauszügen das geforderte Mischfarbmuster hinsichtlich des Belegungsgrades zu
erhalten, wobei Registerfehler keinen oder im wesentlichen keinen Effekt
auf das Endresultat haben (Fig. 7d).
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Andere bekannte Halbtonverfahren beruhen nicht auf dem Aufbau aus Makro-
Bildpunkten, sondern gehen als Basis von einem gefärbten Gebiet aus, für das
eine bestimmte (Misch-)Farbe erhalten werden soll. In diesem Fall werden
die Orte der Bildpunkte in diesem gefärbten Gebiet recht wahllos mit einer
der Grundfarben ausgefüllt, um Im Mittel den korrekten Bedeckungsgrad für
Jede Grundfarbe zu erhalten.
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Um die Auslassung von Bildpunkten, die aufelnanderfallen würden, zu
kompensieren, wird wiederum ein korrigierter Bedeckungsgrad für Jeden
Farbauszug berechnet.
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Dieser korrigierte Bedeckungsgrad für Jeden Farbauszug entspricht dem
Quotienten aus dem geforderten Bedeckungsgrad für diesen Farbauszug und dem
Komplement des kumulierten Bedeckungsgrades für alle bereits früher
erzeugten Farbauszüge.
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Eine gefärbte Fläche, die, um eine bestimmte Mischfarbe zu ergeben, mit
einem Bedeckungsgrad von 50 % für Schwarz, 25 % für Rot und 25 % für
Blau gefüllt werden muß, wird so erhalten, Indem man korrigierte
Bedeckungsgrade von 50 % für Schwarz, 50 % für Rot und 100 % für Blau in
der Folge der Farbauszüge: Schwarz, Rot, Blau verwendet.
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Die Orte der Bildpunkte können mit Hilfe von bekannten Halbtonverfahren,
wie etwa Fehlerdiffusion, ausgefüllt werden. Diese letzteren Verfahren
beziehen sich auf die Durchführung des Verfahrens zur Weitergabe des
statistischen Fehlers, der beim Ausfüllen eines speziellen Bildpunktes gemacht
wird, auf angrenzende Bildpositionen, um letztlich im Mittel den korrekten
Bedeckungsgrad pro gefärbte Fläche zu erhalten.
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Eine weitere vielversprechende Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens beruht ebenfalls auf dem Aufbau jedes Farbauszuges aus einem
Raster von Matrix-Strukturen. Bei diesem Verfahren wird die Belegung der
Bildpunkt-Positionen innerhalb dieser Matrix-Struktur ebenfalls berechnet,
indem ein Vergleich mit einer Schwellenwert-Matrix vorgenommen wird,
unter Verwendung eines Matrix-Ditherverfahrens. Durch Interferenz der
Raster der verschiedenen Farbauszüge (insbesondere wenn ein Registerfehler
auftritt) können Moire-Muster entstehen, die eine niedrige Raumfrequenz
haben und deshalb sehr störend sind. Diese Moire-Muster erhalten eine hohe
Frequenz, indem die Raster der Matrix-Strukturen der verschiedenen
Farbauszüge mit untereinander verschiedenen Winkeln überlagert werden. Diese
hochfrequenten Moire-Muster sind weniger störend, da sie vom
menschlichen Auge nicht oder kaum wahrgenommen werden.
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Um die früher erwähnten nachteiligen Effekte von Registerfehlern
weitgehend unsichtbar zu machen, werden auch bei dieser Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens die Farbauszüge Jeder Matrix-Struktur mit
einer Überlappung erzeugt. Da die Raster der Matrix-Strukturen mit
untereinander verschiedenen Winkeln überlagert werden, besteht zwischen den
erforderlichen Überlappungen für alle Stellen des mehrfarbigen Bildes keine
Ähnlichkeit.
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Das gewünschte Ergebnis wird dennoch erhalten, indem man bei dieser
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens einen
Korrekturalgorithmus nach der bereits erwähnten Quotientenmethode anwendet. Mit diesem
Korrekturalgorithmus wird ein korrigierter Bedeckungsgrad für Jeden
Farbauszug berechnet, wobei der so korrigierte Bedeckungsgrad dem Quotienten
aus dem geforderten Bedeckungsgrad für den betreffenden Farbauszug und
dem Komplement des kumulierten Bedeckungsgrades für alle bereits früher
erzeugten Farbauszüge entspricht.
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Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es
selbstverständlich auch möglich, ein mehrfarbiges Bild mit einer oder mehreren
Mischfarben-Flächen zu drucken, das aus aneinandergrenzenden Bildpunkten in zwei
oder mehr Grundfarben angrenzend an gefärbte Flächen aus nur einer
Grundfarbe aufgebaut ist.
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Um solche Bilder zu erzeugen, wird einer der oben beschriebenen
Algorithmen verwendet, um die Belegung der Bildpunkt-Positionen in den
Mischfarben-Flächen zu bestimmen, und dieses Belegungsmuster wird In dem
Farbauszug für jede Farbe an den betreffenden Positionen eingesetzt. Aus einem
Vergleich mit dem zweiten Farbauszug und Jedem folgenden Farbauszug
werden dann die Positionen an den Rändern von Farbübergängen bestimmt, wo
ein nachfolgender Farbauszug mit einem oder mehreren vorausgehenden
Farbauszügen überlappen sollte, wonach der notwendige
Überlappungsbereich In den zugehörigen Farbauszügen mit Hilfe der Bildverarbeltungsmittel
ausgefüllt wird. Wenn auf diese Weise ein mehrfarbiges Bild gedruckt wird,
das aus einer Mischfarben-Fläche aus zwei Grundfarben besteht, die nicht In
direkt aufeinanderfolgenden Farbauszug-Erzeugungsschriften gedruckt
werden, wobei die Mischfarben-Fläche an eine gefärbte Fläche aus einer Farbe
angrenzt, die in der Folge der Farbauszugs-Erzeugungsschritte zwischen den
beiden Farben der Mischfarben-Fläche liegt kann eine leichte
Farbverfälschung am Rand der Mischfarben-Fläche auftreten. Diese Farbverfälschung
ergibt sich aus der Tatsache, daß die einfarbige Fläche mit einer teilweisen
Überlappung mit angrenzenden, bereits gedruckten Bildpunkten der
Mischfarben-Fläche erzeugt wird, so daß Bildpunkte der einfarbigen Fläche infolge
eines Registerfehlers in der Mischfarben-Fläche liegen, und zwar teilweise
neben den dort vorhandenen Bildpunkten.
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Diese Farbverfälschung kann vermieden werden, wenn das Verfahren so
abgewandelt wird, daß In einem ersten Umdrehungszyklus des
Zwischenträgers entweder nur die Einfarben-Flächen oder nur die Mischfarben-Flächen
gedruckt werden und dann die anderen Flächen (Mischfarben-Flächen oder
Einfarben-Flächen) in einem zweiten Umdrehungszyklus gedruckt werden,
wobei diese dann überlappend mit den bereits Im ersten Zyklus gedruckten
Flächen erzeugt werden. Obgleich das erfindungsgemäße Verfahren unter
Bezugnahme auf die in Fig. 1 gezeigte Druckvorrichtung erläutert wurde, ist die
Erfindung selbstverständlich nicht darauf beschränkt.
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Während die in Fig. 1 gezeigte Druckvorrichtung beispielsweise drei
Bilderzeugungsstationen 4, 5, 6 hat, wird eine größere Anzahl von
Bllderzeugungsstationen benötigt, um Farben und Mischfarben in einer größeren Bandbreite
zu erhalten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch In einem Gerät ausgeführt
werden, das nur eine Bilderzeugungsstation oder eine begrenzte Anzahl von
Bilderzeugungsstationen aufweist, in denen Bilder in verschiedenen Farben
erzeugt werden können. Das mehrfarbige Bild wird dann in
aufeinanderfolgenden Umdrehungszyklen des mit der oder den Bilderzeugungsstationen
zusammenwlrkenden Zwischenträgers erzeugt. Bei einer bestimmten
Anwendung (wie bereits oben erwähnt wurde) kann es auch notwendig sein, eine
Druckfolge der Grundfarben zu verwenden, die von der Reihenfolge der
Bilderzeugungsstationen In Drehrichtung des Zwischenträgers abweicht. Dies
kann erreicht werden, indem das mehrfarbige Bild in mehr als einem
Umdrehungszyklus des Zwischenträger hergestellt wird, um so die geforderte
Druckfolge zu erhalten.
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Weiterhin kann die hier gezeigte Ausführungsform der
Bilderzeugungsstationen durch ein oder mehrere andere aus dem Stand der Technik bekannte
Bilderzeugungseinrichtungen ersetzt werden, beispielsweise auf der Basis
eines magnetographischen, elektrographischen oder
elektrophotographischen Prozesses, in welchem ein latentes magnetlsches oder
elektrostatisches Bildpunktmuster auf einem Bildregistrierungsmedium erzeugt und
dieses Bild mit gefärbtem Tonerpulver entwickelt wird oder in welchem
(farbiges) und möglicherweise leitfählges Tonerpulver durch selektive
Erregung von Bilderzeugungselektroden In Übereinstimmung mit einem
Bildpunktmuster
von Toner-Zuführmltteln, die mit einem Dielekirikum in
Berührung stehen oder in geringem Abstand hierzu liegen, auf das Dielektrikum
gezogen wird.